數(shù)控銑削加工過程仿真及優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著零件的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，制造企業(yè)對加工過程的質(zhì)量和效率提出了新的要求。面向切削加工過程的動力學(xué)仿真優(yōu)化理論與技術(shù)受到了國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界廣泛的重視。銑削加工作為一種主要的金屬去除方法，已經(jīng)在制造業(yè)得到非常廣泛的應(yīng)用，就復(fù)雜性和工程應(yīng)用的普遍性而言，它具有鮮明的代表性。 本文從動力學(xué)角度出發(fā)，以數(shù)控銑削加工過程為研究對象，研究了加工過程中涉及到的機床、刀具、工件等在切削力、位移、加速度等因素之間的相互關(guān)系，借助計算機仿

2、真、信號處理、自動控制、系統(tǒng)建模、模態(tài)分析等理論、方法和技術(shù)，對數(shù)控銑削加工過程進行了動力學(xué)建模、仿真、優(yōu)化方面的研究，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了一套數(shù)控行銑削加工過程動力學(xué)仿真優(yōu)化系統(tǒng)，將其產(chǎn)生的切削參數(shù)應(yīng)用于工程實際。 考慮到銑削力模型的多樣性和局限性，通過對國內(nèi)外銑削加工過程動力學(xué)仿真研究成果的分析與比較，基于瞬時剛性力模型，把平均銑削力表示成為切削面積和切削刃接觸長度的函數(shù)。以此為基礎(chǔ)對銑削加工區(qū)域進行離散化處理，實現(xiàn)了對不同幾

3、何類型銑刀的瞬時銑削力仿真計算。 針對顫振穩(wěn)定是切削參數(shù)選擇的主要矛盾之一的特點，重點研究了銑削加工過程中的顫振穩(wěn)定域仿真，通過綜合利用實驗?zāi)B(tài)分析和有限元仿真技術(shù)的各自優(yōu)勢，找到了獲得整個系統(tǒng)模態(tài)的方法，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了銑削加工過程顫振穩(wěn)定域的仿真計算。在數(shù)控銑削加工過程動力學(xué)仿真基礎(chǔ)上，以切削參數(shù)為優(yōu)化對象，以工件最小加工時間為優(yōu)化目標(biāo)，應(yīng)用遺傳算法進行求解，并將銑削過程顫振穩(wěn)定域仿真結(jié)果作為主要約束條件，使優(yōu)化后的切削參